2021高三生物一轮复习专练104现代生物科技专题综合练含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高三生物人教版一轮复习专练104现代生物科技专题综合练含解析专练104现代生物科技专题综合练1．回答下列问题：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S。Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了__________________（答出两点即可）.(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的________方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与________组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞.在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是__________________.（3）真核生物基因(目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用______________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。2．某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1）基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1－GFP融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。启动子L1基因GFP基因终止子↑↑↑↑E1E2E3E4回答下列问题：（1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶，这两种酶是________.使用这两种酶进行酶切是为了保证________,也是为了保证________.(2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和________过程。(3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的________移入牛的________中、体外培养、胚胎移植等.(4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的________（填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”）作为PCR模板.3．[2020·全国卷Ⅱ][生物——选修3：现代生物科技专题］植树造林、“无废弃物农业"、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：（1）在植树造林时,一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性__________.抵抗力稳定性的含义是_____________________________________________。(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是___________________________________________________________(答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用,这些微生物属于生态系统组分中的__________。（3）在污水净化过程中,除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．为生产具有特定性能的α－淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α－淀粉酶基因(1656个碱基对)，利用基因工程大量制备α－淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：（1)利用PCR技术扩增α－淀粉酶基因前，需先获得细菌的________.（2）为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的____________端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是________________________.（3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中______________的设定与引物有关，________的设定与扩增片段的长度有关。（填序号)①变性温度②退火温度③延伸温度④变性时间⑤退火时间⑥延伸时间(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α－淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：图中虚线框内mRNA片段包含________个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有________种.(5)获得工程菌表达的α－淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下表所示：缓冲液50mmol/LNa2HPO4－KH2PO450mmol/LTris－HCl50mmol/LGly－NaOHpH6。06。57。07。57.58。08.59。09.09。510。010。5酶相对活性%25。440.249。863.270.195。599。585.368.163.741。520。8根据上述实验结果,初步判断该α－淀粉酶活性最高的条件为________.5．［2019·全国卷Ⅲ］培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示.回答下列问题。(1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗.用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有________________。（2)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是________________。(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________________过程，最终可形成试管苗。（4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是________________。（5）经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的________________，这种繁殖方式属于________________繁殖。6．［2020·全国卷Ⅲ］[生物—-选修3:现代生物科技专题]W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。回答下列问题:（1)步骤①中需要使用的工具酶有__________________________。步骤②和③所代表的操作分别是__________和___________。步骤④称为________________________________________________________________________。（2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的_____________________（答出2点即可)的限制。（3）一般来说,在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息_________(填“相同”或“不同”),原因是_____________________________________________.（4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有_________________________________(答出2点即可）。7．[2019·全国卷Ⅱ］植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1）植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有________________________（答出2点即可)。(2）通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示），这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是____________________________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________________和________________等几类物质（3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________________进行组织培养.(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株.将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是________________________________________________________________（用流程图表示)。8．［2019·全国卷Ⅰ]基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。（1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括____________和____________。(2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是____________.在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是____________.上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的____________.（3）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是____________。专练104现代生物科技专题综合练1．(1）体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达（2)转化外壳蛋白（噬菌体蛋白）细菌（3)蛋白酶缺陷型蛋白酶解析：(1）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该过程证明了体外重组的质粒可以进入体细胞，真核生物基因可在原核细胞中表达等.（2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的转化方法导入大肠杆菌细胞；体外重组的噬菌体DNA通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体DNA导入受体细胞;噬菌体侵染的是细菌,而不能寄生在其它细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌.(3）真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解,为防止蛋白质被降解,可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。2．（1)E1和E4甲的完整甲与载体正确连接（2)转录翻译(3）细胞核去核卵母细胞（4）核DNA解析：(1）用限制酶进行酶切时，为了保证甲(融合基因)的完整，而且也保证甲（融合基因）与载体正确连接,该团队在将甲插入质粒P0时，需要使用E1和E4这两种酶进行酶切，如果用E2或E3进行酶切,则融合基因不完整。(2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了转录和翻译过程。(3）要获得含有甲的牛，需要做的工作是：将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，然后经体外培养、胚胎移植等技术获得含有甲的牛.(4）若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板.3．（1）低生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力（2）改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用分解者（3）种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属解析:（1)在植树造林时,与混合种植方式相比，单一种植某种植物会使该生态系统的营养结构简单化，抵抗力稳定性低。生态系统的抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。(2)有机肥料在土壤中会被土壤中的微生物分解形成CO2、H2O和矿质元素等，这些物质都可被植物进一步利用合成有机物，同时CO2、H2O还会使土壤疏松，矿质元素还可改善土壤的酸碱度。因此，施用有机肥料具有改善土壤结构、培育土壤微生物、实现土壤养分的循环利用等优点。在有机肥料的形成过程中，这些能将有机物分解为无机物的微生物属于生态系统组分中的分解者。(3)污水净化过程中,种植一些能吸收水中铜、镉等金属元素的水生植物，再从这些植物体内回收金属元素,就可实现污水中金属元素的回收利用.4．(1)基因组DNA（2)5′使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连(3)②⑥（4）813（5）pH为8。5,缓冲液为50mmol/LTris－HCl解析：(1）必须先获得细菌的基因组DNA，然后再利用PCR技术扩增α－淀粉酶基因.（2）目的基因与运载体结合前需要用限制酶对两者进行切割,延伸是在引物的3′端延伸，为了保证目的基因的完整性，因此需在引物的5′端加上限制性酶切位点，且为了使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连,常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点。（3)进行扩增时，退火温度的设定与引物有关，延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。（4）虚线框内mRNA片段内含有24个碱基，每3个碱基构成一个密码子，因此包含8个密码子；构成mRNA的碱基有4种，若虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有4×4－3＝13种。（5）分析表中数据可知,在pH为8.5，缓冲液为50mmol/LTris－HCl的条件下，α－淀粉酶相对活性为99.5％，活性最高.5．(1)全能性（或答:形成完整植株所需的全部基因)（2）形成层容易诱导形成愈伤组织(3）诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同分化（或答：再分化)（4）诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用(5）遗传特性无性解析：本题借助胡萝卜根组织块的组织培养的相关知识，考查考生理论联系实际，综合运用所学知识解决生物学问题的能力;试题通过对组织培养流程的分析考查了科学思维素养.（1)植物细胞具有全能性，利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完整植株。（2)形成层细胞分化程度低,全能性较高，更容易诱导形成愈伤组织，进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生长素与细胞分裂素比例,因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同的培养基.愈伤组织通过再分化过程，最终可形成试管苗。(4）叶绿素的形成需要光,试管苗的发育也需要光,因此试管苗的诱导阶段需要光照。（5)通过植物组织培养获得植株，属于无性繁殖的一种，可以保持原品种的遗传特性。6．（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶显微注射体外培养胚胎移植(2)性别、年龄(3)相同两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵(4)体外受精、胚胎移植解析：此题主要考查胚胎工程和基因工程。（1）在基因表达载体的构建过程中需要使用限制性核酸内切酶切割W基因和载体，同时需要DNA连接酶进行连接。将重组表达载体导入受精卵常用显微注射法，从受精卵到早期胚胎需要进行体外培养,将获得的早期胚胎通过胚胎移植移至代孕母体体内。(2）乳腺生物反应器和膀胱生物反应器都属于动物反应器。前者受动物性别(只能是雌性）和年龄(哺乳期)限制,后者不受动物性别和年龄限制。(3）题述两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵,所以其细胞核中染色体DNA所含遗传信息相同。(4)胚胎工程中所用到的技术主要有体外受精、胚胎移植.7．(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快（2）有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖（3)茎尖（